Inverkan på hjärntemperaturens plasticitet

1. Mål

   Dysregleringen av synaptisk överföring i vissa hjärnområden kan vara ansvarig för vissa neurologiska störningar. Det visades att synaptisk överföring kan moduleras genom repetitiv transkraniell magnetisk stimulering (rTMS), och detta kan vara en del av de terapeutiska effekterna av rTMS. Emellertid är rTMS-nyttan begränsad på grund av en oförmåga att fokusera stimuleringen och variabiliteten i interventionssvaret. Kylning visade sig minska den neuronala aktiviteten i riktade hjärnområden. Målet med detta protokoll är

   att undersöka kylningens förmåga att påverka rTMS.

   Delstudie: Fasutlöst parad associativ stimulering (PAS)

   På samma sätt är responsen på transkraniell magnetisk stimulering (TMS) variabel. Det har dock visat sig att EEG innehåller information som påverkar mätbara TMS-resultat. Målet med denna studie är att optimera TMS-leverans genom att använda EEG-fasutlöst TMS.

2. Studera befolkning

   Vi har för avsikt att studera 18 vuxna friska frivilliga på poliklinisk basis. Periodiseringstaket som begärs är 23 ämnen för att möjliggöra avhopp och misslyckanden i screening. Denna del av studien har slutförts och rekryteringen kommer inte att fortsätta för kylningsrelaterade

   del av studien.

   Delstudie: Fasutlöst parad associativ stimulering (PAS)

   Vi avser att utföra en delstudie för att utveckla en ny metod för plasticitetsinduktion-fasutlöst parad associativ stimulering (PAS). Denna delstudie kräver en ytterligare avsedd studiepopulation på 24 försökspersoner som slutför de 3 studiearmarna som kan vara en undergrupp av de initialt begärda 18 försökspersonerna från huvudstudien. Det extra intjäningstaket är 40 ämnen för att möjliggöra avhopp och screeningmisslyckanden (24 deltagare slutför delstudie/40 deltagare inskrivna i delstudie). Det totala taket för hela protokollet är 63.

3. Design

   Analys av data som samlats in under huvudstudien visar att kontrolltillståndet för rPAS/sham-kylning inte resulterade i ökade motorframkallade potentialer (MEP) som förväntat. Denna nolleffekt av kontrollvillkoret gjorde det svårt att fastställa några effekter på grund av kylningsförhållandet. Därför föreslår vi en ny delstudie som undersöker en bättre form av plasticitetsinduktion med hjälp av EEG-fasutlöst TMS.

   För den avslutade, kylningsrelaterade delen av studien föreslår vi att man använder snabbhastighetsparad associativ stimulering (rPAS), modulerad genom att applicera kylning på hårbotten, för att undersöka effekten av kylning på rTMS. Vår hypotes är att kylning av hjärnan kommer att förhindra potentieringen som normalt induceras av rPAS. Vi kommer att sänka hjärntemperaturen med upp till 1,5 grader Celsius genom att applicera en kylhjälm i hårbotten och sedan testa effekten på potentieringen genom att applicera rPAS. Ett av våra stoppkriterier kommer att vara sänkning av uppmätt temperatursänkning med 2 grader Celsius.

   Denna studie består av ett experiment med 18 försökspersoner och ackumuleringen har slutförts. Experimentet är uppdelat i tre sessionsbesök som vart och ett ska genomföras med minst 1 dags mellanrum.

   Kontrollpotentieringen som svar på rPAS utan kylning kommer att mätas under sessionsbesök 1 med hjälp av den TMS-framkallade motorframkallade potentialen (MEP). I sessionsbesök 2, efter att ha applicerat en kommersiellt tillgänglig vätskekylningshjälm i 45 minuter för att minska temperaturen på den underliggande hjärnbarken med upp till 1,5 grader Celsius, kommer vi sedan att bedöma svaret på rPAS. I session 3 kommer MEP att mätas efter applicering av kylhjälmen men med rPAS-proceduren ersatt med en sken-rPAS. Sessionsbesök 3 är nödvändigt för att avgöra om det finns några förändringar i MEP som svar på enbart nedkylning. I de tre sessionsbesöken kommer vi alltså att utvärdera kylning ensam, rPAS ensam och de två tillsammans.

   Delstudie: Fasutlöst parad associativ stimulering (PAS)

   Den föreslagna delstudien är att testa en metod för att minska variabiliteten som svar på och förbättra tillförlitligheten av TMS, genom att använda EEG-fasutlöst PAS. Den nya metoden kommer att använda EEG-fasutlöst parad associativ stimulering. På samma sätt som rPAS som används i huvudstudien, använder EEG-fasutlöst PAS också parad median nervstimulering med TMS till motorisk cortex. Emellertid utlöses stimuli när EEG som registrerats från den motoriska cortex (M1; EEGM1) befinner sig i en fördefinierad fas av alfabandets (8-12 Hz) oscillation.

   Delstudien för att utveckla de optimala parametrarna för fasutlöst PAS kommer att bestå av upp till 4 besök och 3 armar. Det första besöket är ett screening- och pilotbesök, de efterföljande besöken är olika delar av studien. Två aktiva armar kommer att trigga den parade medianusnerven och motorisk cortex TMS enligt fasen av det pågående EEG. En arm kommer att utlösa stimuli vid botten av det pågående EEG (fas -90 om EEG modelleras som en sinusvåg). En annan arm kommer att utlösa stimuli vid toppen av det pågående EEG (fas +90). En kontrollarm kommer att utlösa de parade stimuli med en slumpmässig fördröjning från det pågående EEG:et. Denna kontrollarm tjänar till att leverera parade stimuli med en hastighet som matchar det pågående EEG, men stimulerar vid en slumpmässig fas av varje alfaoscillationscykel. Dessa armar kommer att pseudo-randomiseras.

   Vår hypotes är att stimulering vid genomgången av det pågående EEG kommer att resultera i ökade plastiska förändringar i hjärnan mätt genom våra TMS-resultatmått för enpulsledamöter, jämfört med kontrolltillståndet för slumpmässig fasstimulering och stimulering vid toppen av pågående EEG. Vi antar också att stimulering vid toppen av det pågående EEG kommer att resultera i en minskning av TMS-resultatmått jämfört med kontrollarmen och stimulering vid botten av det pågående EEG. Detta kommer att vara en inom-ämnesdesign av 3 besök för vart och ett av de 40 delstudieämnena.

4. Utfallsmått

Det primära utfallsmåttet kommer att vara amplituden hos ledamöter som induceras av enstaka TMS-pulser.

Delstudie: Fasutlöst parad associativ stimulering (PAS)

Det primära resultatet kommer att vara pre-post förändringar i MEP inducerade av fasutlöst TMS. Förändringar i vilotillstånds-EEG (rs-EEG) kommer också att analyseras. Samband mellan dessa utfall och demografi kommer att inkluderas i analyserna.